張 成，李雪松，任鳳文

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

汽車電線束的3D設(shè)計

張 成，李雪松，任鳳文

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

線束3D設(shè)計是通過框架設(shè)計、分段設(shè)計、工藝設(shè)計等設(shè)計方法，將分布于整車三維空間的電氣件用導線合理可靠地穿接起來，同時保證導線的合理成束、合理走向、有效保護及固定牢靠，避免被刮碰、磨損、腐蝕，使信息實時準確傳遞。

線束3D設(shè)計；框架設(shè)計；分段設(shè)計；工藝設(shè)計

汽車電子技術(shù)生成的弱信號越來越多，線束如何進行框架設(shè)計、分段設(shè)計以及如何與整車進行工藝匹配設(shè)計，是筆者自主設(shè)計多個上市車型線束的工作總結(jié)及對標的經(jīng)驗積累，也是筆者本文論述的重點。線束3D設(shè)計通常需遵循的5個原則：總成性能可靠、符合車間工藝、零件成本合理、產(chǎn)品管理簡單、售后維修容易。要滿足以上5個原則，就需要在宏觀設(shè)計時以各電氣件為節(jié)點、以整車為載體，合理進行線束的框架設(shè)計及分段設(shè)計；在微觀設(shè)計時合理選擇定位件、外保護材料等，從而保證線束能滿足整車使用壽命的要求。

1 框架設(shè)計與分段設(shè)計

線束在整車上框架結(jié)構(gòu)通常設(shè)計為“H型”和“E型”2種框架搭建方式。圖1給出H型（圖1a）和E型（圖1b）的區(qū)別，并以奔騰B50車型（圖1c）為例，展示出E型框架設(shè)計的線束在整車上的布局方式。

以整車電氣拓撲結(jié)構(gòu)為依據(jù)，在設(shè)計奔騰B50線束框架時，筆者將E型框架作為整車線束的主干，電氣零件作為分支節(jié)點，描繪出線束在整車的布置情況；再結(jié)合車間工藝能力，在E型框架上進行分段設(shè)計。由于奔騰B50與馬自達共線生產(chǎn)，為了盡快上市搶占市場，選擇遵循馬自達車型的現(xiàn)有工藝進行設(shè)計，結(jié)合子系統(tǒng)功能及其相互關(guān)聯(lián)性，將整車線束劃分為：發(fā)動機線束、前部線束、車身線束、儀表板線束、門線束、行李廂線束、頂篷線束、雷達線束和蓄電池搭鐵線束。

圖1 H型和E型框架圖

1）發(fā)動機線束以發(fā)動機本體為載體，收納了氧傳感器、點火線圈、噴油嘴等發(fā)動機電控零件。

2）前部線束依附于機艙白車身，環(huán)繞在機艙內(nèi)，并通過左側(cè)前圍鈑金過孔進入駕駛室實現(xiàn)線束對接，主要連接配電盒、前照燈、冷卻風扇等。

3）車身線束根據(jù)駕駛室內(nèi)電氣件的位置，布置在前圍、地板、側(cè)圍及包裹架，與其它線束對接的同時，也連接著大部分駕駛室內(nèi)的電氣件。

4）儀表板線束以儀表板為根基，纏繞在儀表板管梁，連接著儀表板上的開關(guān)、控制器等。

5）門線束固定在門基板上，負責連接車門上的電機、開關(guān)類等負載。

6）行李廂線束布置在行李廂蓋上，主要負責連接牌照燈、行李廂鎖等零件。

7）頂篷線束則掌控所有安裝在頂蓋上的電氣件。

8）倒車雷達線束和蓄電池搭鐵線束是最典型的因為工藝問題而衍生出的線束總成，其作用同其名稱，是為了連接倒車雷達和蓄電池搭鐵。

當然，只要設(shè)計合理，線束的分段設(shè)計不限于以上形式。

圖2為起亞K3典型的H型框架設(shè)計，這種框架結(jié)構(gòu)的好處是：左右線束布置比較均衡，可以輕松實現(xiàn)線束的擴容。當整車電氣裝備較多時，可以在一定程度上提高E型框架結(jié)構(gòu)在單側(cè)A柱線束對接的裝配性能。

圖2 起亞K3的H型框架設(shè)計

2 工藝設(shè)計

奔騰B50整車線束3D設(shè)計基本遵循車間工藝。在總裝車間主生產(chǎn)線上，進行以白車身為主體的線束布置，在一次內(nèi)飾裝配地板上的線束（車身線束總成）、機艙內(nèi)的線束（前部線束總成）、頂篷上的線束（化妝鏡照明線束）、行李廂上的線束（行李廂線束總成）。

其它線束則在各分裝線或零件供應商處進行裝配。其中，在儀表分裝線裝配儀表板線束總成，在車門分裝線裝配門線束，在發(fā)傳分裝線裝配發(fā)動機線束總成，然后運送到車間主線進行對接裝配。倒車雷達線束和頂篷線束由線束供應商分別送至保險杠供應商和頂篷毛氈供應商，由他們裝配完畢再運輸?shù)娇傃b車間。

這樣，奔騰B50的整車線束在總裝車間順利完成了全部裝配工藝。

為了提高線束的裝配性能，奔騰B70等車型出現(xiàn)發(fā)動機水溫傳感器線束就是為了滿足車間的生產(chǎn)工藝，但其付出的代價是成本的增加和性能的降低，因此在滿足車間工藝的條件下，應盡可能地少分段、多合并。

總體來說，分段式工藝設(shè)計的優(yōu)點有以下4點：①市場可選配置的設(shè)計方案更加靈活，能在一定程度上節(jié)約成本；②簡化制造工藝，適合大批量生產(chǎn)；③減少裝配工時，降低人工成本；④線束總成間相對獨立，維修方便，易于更換。

如果說奔騰系列車型的工藝衍生于日系車廠精益生產(chǎn)的理念，那么一汽大眾則是秉承著德國大眾的模塊化設(shè)計工藝。與奔騰車型生產(chǎn)工藝區(qū)別較大，大眾沒有單獨的儀表板線束，其儀表板線束和地板線束融為一體，在儀表板裝配線裝配完成后直接同儀表板總成裝配到整車，這樣的設(shè)計不僅能夠節(jié)約A柱對接連接器的成本，還能夠大大降低A柱線束對接的設(shè)計困難和裝配困難，同時提高線束的性能及可靠性。

大眾的速騰車型將車門線束及行李廂線束總成隔離，利用一根車身線束總成貫穿發(fā)動機艙、車身、儀表板，連接整車的電氣零件。圖3和圖4為速騰車型車身線束總成在整車的布置情況。

圖3 速騰的車身線束總成

這種工藝設(shè)計的優(yōu)點如下：①避免了對接插接件間的不可靠連接，提高整車電氣的可靠性、安全性；②對接連接器少，能在一定程度上降低線束的材料成本和管理成本，同時簡化生產(chǎn)裝配操作，降低對裝配空間的需求；③將電氣設(shè)備間直接相連，減少了導線的對接電阻，降低了對接引起電能的消耗。

圖4 速騰的車身線束總成在整車的布置情況

3 結(jié)論

綜合考慮線束總成性能、可選配置、裝配工藝、成本、零件管理、售后維修等多方面因素，根據(jù)車身、發(fā)動機、儀表等結(jié)構(gòu)特點，可以吸收2種設(shè)計理念的優(yōu)點，采用2種工藝方式的混合設(shè)計。本文主要從線束的框架設(shè)計、分段設(shè)計、工藝設(shè)計闡述了乘用車電線束3D設(shè)計的總體思想，并經(jīng)過多款上市車型驗證，為后續(xù)車型3D設(shè)計建立成熟的設(shè)計模型。

［1］ 一汽轎車股份有限公司產(chǎn)品部.乘用車電線束設(shè)計指導［Z］.2015.

3D Design of Automotive Wire Harness

ZHANG Cheng，LI Xue-song，REN Feng-wen
（FAW Car Co.，Ltd.，Changchun 130000，China）

3D design of automotive wire harness is to connect electrical parts of the whole vehicle with reasonable harness，direction，effective protection and reliable fix. It should avoid scrapping，wearing and corrupting，and deliver accurate messages.

3D design of automotive wire harness；frame design；subsection design；process design

U463.6

A

1003-8639（2017）12-0075-02

2017-01-23

張成（1985-），男，工程師，主要從事汽車電線束的設(shè)計工作。

（編輯 心 翔）